Question

3．某學習小組利用如圖實驗裝置制備Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O．并測量x值．
【Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O制備】見圖1
（l）A中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl 2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O．
（2）C中CCl₄的作用是防止倒吸．
（3）B中先產(chǎn)生藍色沉淀，隨后沉淀溶解變成深藍色溶液，此溶液中含有Cu（NH₃）_xSO₄，若要從溶液中析出Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O晶體，可加入試劑無水乙醇．
【x值的測量】見圖2
步驟一：檢查裝置氣密性，稱取0.4690g晶體[M=（178+17x）g/mol]于錐形瓶a中
步驟二：通過分液漏斗向錐形瓶a中滴加l0%NaOH溶液至無氣體產(chǎn)生為止
步驟三：用0.5000mol/L的NaOH標準溶液液滴定b中剩余HCI，消耗標準溶液液16.00mL
（4）步驟二的反應(yīng)可理解為Cu（NH₃）_xSO₄與NaOH在溶液中反應(yīng)，其離子方程式為：Cu（NH₃）_x²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓+xNH₃↑．
【x值的計算與論證】
（5）計算：x=3.56．
該學習小組針對上述實驗步驟，提出測量值（x）比理論值偏小的原因如下：
假設(shè)1：步驟一中用于稱量的天平砝碼腐蝕缺損；
假設(shè)2：步驟二中加入的NaOH溶液不足、沒有加熱、生成的氨氣未完全逸出、NaOH溶液濃度過低等（任寫兩點）；
假設(shè)3：步驟三中測定結(jié)束讀數(shù)時，體積讀數(shù)偏�。�該假設(shè)不成立（填“成立”或“不成立”）．
（6）針對假設(shè)l，你對實驗的處理意見是更換砝碼完好的托盤天平后，重新進行步驟一到步驟三的全部實驗．

Answer 1

分析 （1）A為實驗室用氯化銨與氫氧化鈣制備氨氣的反應(yīng)；
（2）氨氣極易溶于水，難溶于四氯化碳；
（3）Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O在乙醇中的溶解度較小，在Cu（NH₃）_xSO₄溶液加入無水乙醇會析出Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O晶體；
（4）Cu（NH₃）_xSO₄與NaOH反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和氨氣；
（5）Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氨氣被鹽酸吸收，再用氫氧化鈉滴定剩余的鹽酸，根據(jù)消耗的氫氧化鈉求出與氨氣反應(yīng)的鹽酸，以及氨氣的物質(zhì)的量，根據(jù)晶體與氨氣的物質(zhì)的量的關(guān)系求出x；
若生成的氨氣偏少或氨氣沒有完全逸出，則氨氣的物質(zhì)的量偏小，x值偏��；
若步驟三中測定結(jié)束讀數(shù)時，體積讀數(shù)偏小，則與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸偏少，與氨氣反應(yīng)的鹽酸偏多，計算出的氨氣的物質(zhì)的量偏大；
（6）步驟一中用于稱量的天平砝碼腐蝕缺損，應(yīng)該更換砝碼和天平，重新作該實驗．

解答 解：（1）A為實驗室用氯化銨與氫氧化鈣制備氨氣，化學方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl 2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
故答案為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl 2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）氨氣極易溶于水，氨氣不溶于四氯化碳，把氨氣通入四氯化碳不溶解，不會產(chǎn)生倒吸，氨氣在向上逸出時被水吸收；
故答案為：防止倒吸；
（3）Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O在乙醇中的溶解度較小，在Cu（NH₃）_xSO₄溶液加入無水乙醇會析出Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O晶體；
故答案為：無水乙醇；
（4）Cu（NH₃）_xSO₄與NaOH反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和氨氣，則其反應(yīng)的離子方程式為：Cu（NH₃）_x²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓+xNH₃↑；
故答案為：Cu（NH₃）_x²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓+xNH₃↑；
（5）滴定消耗的氫氧化鈉為n（NaOH）=cV=0.5000mol/L×0.01600L=0.008000mol，則與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸為0.008000mol，
與氨氣反應(yīng)的鹽酸為：0.5000mol/L×0.0300L-0.008000mol=0.007000mol，所以氨氣的物質(zhì)的量為0.007000mol；
由（NH₃）_xSO₄•H₂O～xNH₃，
        1                        x
$\frac{0.4690}{178+17x}$mol         0.007000mol
$\frac{0.4690}{178+17x}$×x=0.007000，解得：x=3.56；
若加入的NaOH溶液不足或者NaOH溶液濃度過低，Cu（NH₃）_xSO₄沒有完全反應(yīng)，生成的氨氣偏少，若沒有加熱則生成氨氣不能從溶液中揮發(fā)出來，會使鹽酸中吸收的氨氣偏少，或氨氣沒有完全逸出，氨氣的物質(zhì)的量偏小，則x值偏�。�
若步驟三中測定結(jié)束讀數(shù)時，標準溶液體積讀數(shù)偏小，則與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸偏少，而與氨氣反應(yīng)的鹽酸偏多，氨氣與鹽酸等物質(zhì)的量反應(yīng)，則測定的氨氣的物質(zhì)的量偏多，計算出的x值偏大，所以假設(shè)不成立；
故答案為：3.56；加入的NaOH溶液不足、沒有加熱、生成的氨氣未完全逸出、NaOH溶液濃度過低等；不成立；
（6）步驟一中用于稱量的天平砝碼腐蝕缺損，應(yīng)該更換砝碼和天平，重新作該實驗；
故答案為：更換砝碼完好的托盤天平后，重新進行步驟一到步驟三的全部實驗．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備實驗方案的設(shè)計、物質(zhì)組成的測定，題目難度中等，試題綜合性較強，知識點較全面，正確理解制備原理為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力、計算能力及化學實驗?zāi)芰Γ?/p>